Исследователь из Корнелла завершил десятилетнюю программу по выведению новых сортов томатов, которые естественным образом противостоят вредителям и ограничивают передачу вирусных заболеваний насекомыми.
Марта Мучлер-Чу, селекционер растений и генетик, возглавляющая программу, недавно передала первоначальный набор устойчивых к насекомым исследовательских линий томатов в систему зародышевой плазмы Министерства сельского хозяйства США и Ресурсный центр генетики томатов Калифорнийского университета в Дэвисе, который будет быть доступным для всех, кто сможет получить доступ к растениям для исследования.
Этой весной Mutschler-Chu завершит разработку нового набора из 20 элитных линий, которые затем будут доступны любой заинтересованной семеноводческой компании, которая сможет вывести устойчивые к вредителям признаки в коммерческие сорта. Выведение новых сортов может занять у семеноводческих компаний до пяти лет, прежде чем они начнут продавать новые сорта, устойчивые к насекомым.
Для производителей эти преимущества принесут меньшие потери урожая и повреждения фруктов, а также исключат или сократят использование пестицидов и защитят окружающую среду.
Устойчивость к вредителям у этих томатов была заимствована у дикого томата, произрастающего в Перу, Solanum pennellii. Андский томат имеет маленькие волоски, называемые трихомами, которые выделяют капли сахаристых соединений, называемых ацилсахарами, которые отпугивают насекомых. Таким образом, растения безопасно и естественным образом отпугивают самых разных насекомых, не позволяя им питаться, поедать листья и переносить вирусы, а также откладывать яйца, личинки которых могут повредить растения.
«Новые линии сочетают в себе растения и фрукты более высокого качества с высоким уровнем ацилсахара. Компании, производящие комбинированные семена, должны передать признак ацилсахара в коммерческие сорта», — сказал Мучлер-Чу, почетный профессор Школы интегративных наук о растениях, секция селекции растений и генетики. , часть Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни.
В полевых и лабораторных испытаниях первоначальных направлений исследований приняли участие ученые-растениеводы из Корнелла и семи других университетов-партнеров (Университет штата Северная Каролина; Университет Джорджии, Университет Клемсона; Университет Флориды; Калифорнийский университет в Дэвисе; Калифорнийский университет в Риверсайде; и Теннесси Технологический университет) обнаружили, что правильные уровни и форма ацилсахаров контролируют западный цветочный трипс, распространяющий пятнистое увядание. вируси белокрылки сладкого картофеля, которые переносят вирус желтой курчавости листьев. В результате этим разрушительными болезнями было заражено значительно меньше растений. полевые испытания, те инфекции произошли поздно в сезоне.
«Для наилучшего контроля вирусов я предложил компаниям по производству семян использовать двухуровневый подход: создавать гибриды как с признаком ацилсахара, так и со стандартными генами устойчивости к вирусам», — сказал Мучлер-Чу. Если насекомым удается заразить растение вирусом, несмотря на ацилсахара, дополнительную защиту обеспечивают гены устойчивости к вирусу.
«Это система, которая защитит полезность генов устойчивости к вирусам, потому что, если в растение попадает меньше вируса, вероятность того, что вирус будет иметь случайную мутацию, которая создаст штамм, преодолевающий устойчивость, также снижается», — сказал Мучлер-Чу. Аналогичным образом, поскольку ацилсахар нетоксичен и не убивает насекомых, у самих насекомых меньше давления отбора, чтобы они стали толерантными, поэтому они медленнее адаптируются к репелленту.
Новые элитные линии, которые вскоре будут доступны компаниям по производству семян, содержат большую часть диких генов S. pennellii, которые способствуют развитию агрономически нежелательных признаков, удаленных из их геномов. Мучлер-Чу сохранил важные гены ацилсахара, удалив при этом многие другие дикие гены, которые вызывали такие негативные признаки, как лишние ветки, мелкие плоды и неприятный вкус. В то время как первоначальные исследовательские линии содержали около 12% дикой ДНК S. pennellii, в новейших линиях содержание дикой ДНК сократилось до примерно 2.5%.
В более широком смысле работа практически демонстрирует процесс внедрения ценного признака, основанный на безопасном природном соединении, контролируемом многочисленными генами и эффективном против вирусы и многочисленные вредители — стратегия, которая может принести пользу и другим культурам, сказал Мучлер-Чу.
Хотя элитные линии будут предоставляться неисключительно любой семеноводческой компании для выведения определенных качеств в свои коммерческие сорта, им необходимо будет подать заявку на получение лицензии в Центре технологического лицензирования Корнелла, прежде чем они смогут продавать семена.